vDSO(7) Miscellaneous Information Manual vDSO(7)
NOM
vdso – Présentation de l’objet partagé dynamique ELF virtuel
SYNOPSIS
#include <sys/auxv.h>
void *vdso = (uintptr_t) getauxval(AT_SYSINFO_EHDR);
DESCRIPTION
Le « vDSO » (objet partagé dynamique virtuel, « virtual dynamic shared
object ») est une petite bibliothèque partagée que le noyau projette
automatiquement dans l’espace d’adresses de toutes les applications en
espace utilisateur. Les applications n’ont normalement pas besoin de
s’occuper elles-mêmes de ces détails puisque le vDSO est d’habitude ap-
pelé par la bibliothèque C. Ainsi, vous pouvez écrire du code normale-
ment en utilisant les fonctions standards et la bibliothèque C s’occu-
pera d’utiliser toutes les fonctionnalités disponibles par l’intermé-
diaire du vDSO.
Pourquoi le vDSO existe ? Certains appels système fournis par le noyau
finissent par être utilisés fréquemment par le code en espace utilisa-
teur, au point que ces appels peuvent avoir une emprise excessive sur
les performances. C’est à la fois dû à la fréquence des appels qu’aux
nombreux changements de contexte à force de sortir de l’espace utilisa-
teur pour entrer dans le noyau.
La suite de cette documentation est orientée pour les curieux et les
auteurs de la bibliothèque C plutôt que pour les développeurs généraux.
Si vous essayez d’appeler le vDSO dans vos propres applications plutôt
que d’utiliser la bibliothèque C, vous faites sans doute fausse route.
Contexte exemple
Réaliser des appels système peut être lent. Dans les systèmes 32 bits
x86, vous pouvez déclencher une interruption logicielle (int $0x80)
pour indiquer au noyau que vous voulez faire un appel système. Cepen-
dant, cette instruction est coûteuse : elle passe par tous les chemins
complets de traitement des interruptions dans le microcode du proces-
seur ainsi que dans le noyau. Les nouveaux processeurs ont des instruc-
tions plus rapides (mais non rétrocompatibles) pour initier les appels
système. Plutôt que forcer la bibliothèque C à vérifier si cette fonc-
tionnalité est disponible au moment de l’exécution, la bibliothèque C
peut utiliser les fonctions fournies par le noyau dans le vDSO.
Remarquez que cette terminologie peut être source de confusion. Sur les
systèmes x86, la fonction vDSO utilisée pour déterminer la méthode pré-
férée pour réaliser un appel système est appelée « __kernel_vsyscall »
alors que sous x86_64, le terme « vsyscall » se réfère aussi à une fa-
çon obsolète de demander au noyau l’heure ou le processeur sur lequel
est l’appelant.
One frequently used system call is gettimeofday(2). This system call is
called both directly by user-space applications as well as indirectly
by the C library. Think timestamps or timing loops or polling—all of
these frequently need to know what time it is right now. This informa-
tion is also not secret—any application in any privilege mode (root or
any unprivileged user) will get the same answer. Thus the kernel ar-
ranges for the information required to answer this question to be pla-
ced in memory the process can access. Now a call to gettimeofday(2)
changes from a system call to a normal function call and a few memory
accesses.
Trouver le vDSO
L’adresse de base du vDSO (s’il existe) est passée par le noyau à tous
les programmes dans le vecteur auxiliaire initial (consultez getaux-
val(3)) à l’aide de l’indicateur AT_SYSINFO_EHDR.
Vous ne devez pas supposer que le vDSO est projeté à un endroit parti-
culier de la projection en mémoire de l’utilisateur. L’adresse de base
sera normalement aléatoire au moment de l’exécution à chaque fois
qu’une nouvelle image de processus est créée (au moment de execve(2)).
C’est ainsi pour des raisons de sécurité, afin d’éviter les attaques de
« retour vers libc ».
Pour certaines architectures, un indicateur AT_SYSINFO est aussi pré-
sent. Il n’est utilisé que pour localiser le point d’entrée vsyscall et
est souvent omis ou défini à 0 (signifiant qu’il n’est pas disponible).
Cet indicateur est un rappel du fonctionnement initial de vDSO (consul-
tez Historique ci-dessous) et son utilisation devrait être évitée.
Format de fichier
Puisque le vDSO est une image ELF complète, vous pouvez y rechercher
des symboles. Cela permet d’ajouter de nouveaux symboles avec les ver-
sions de noyau plus récentes et permet à la bibliothèque C de détecter
les fonctionnalités disponibles au moment de l’exécution lors de l’exé-
cution sous différentes versions de noyau. D’habitude, la biblio-
thèque C fera la détection lors du premier appel puis mettra en cache
le résultat pour les appels suivants.
Tous les appels sont aussi versionnés (en utilisant le format de ver-
sion GNU). Cela permet au noyau de mettre à jour la signature de fonc-
tion sans casser la rétrocompatibilité. Cela signifie modifier les ar-
guments acceptés par la fonction et la valeur de retour. Ainsi, lors de
la recherche de symboles dans le vDSO, vous devez toujours inclure la
version pour correspondre à l’ABI attendue.
Typiquement, le vDSO suit la convention de nommage de préfixer tous les
symboles par « __vdso_ » ou « __kernel_ » afin de les distinguer des
autres symboles standards. Par exemple, la fonction « gettimeofday »
est nommée « __vdso_gettimeofday ».
Utilisez les conventions d’appel C standard pour appeler n’importe la-
quelle de ces fonctions. Pas la peine de vous embêter avec les re-
gistres bizarres ou les comportements de pile.
NOTES
Source
Lors de la compilation du noyau, le code vDSO est compilé et lié auto-
matiquement. Il se trouve souvent dans le répertoire spécifique à l’ar-
chitecture :
find arch/$ARCH/ -name '*vdso*.so*' -o -name '*gate*.so*'
Noms vDSO
Le nom du vDSO dépend des architectures. Il est souvent visible dans
des endroits comme la sortie de ldd(1) de la glibc. Le nom exact ne de-
vrait affecter aucun code, donc pas la peine de le coder en dur.
ABI utilisateur Nom vDSO
────────────────────────────────────
aarch64 linux-vdso.so.1
arm linux-vdso.so.1
ia64 linux-gate.so.1
mips linux-vdso.so.1
ppc/32 linux-vdso32.so.1
ppc/64 linux-vdso64.so.1
riscv linux-vdso.so.1
s390 linux-vdso32.so.1
s390x linux-vdso64.so.1
sh linux-gate.so.1
i386 linux-gate.so.1
x86-64 linux-vdso.so.1
x86/x32 linux-vdso.so.1
strace(1), seccomp(2) et le vDSO
Lors du suivi des appels système avec strace(1), les symboles (appels
système) qui sont exportés par le vDSO n’apparaîtront pas dans la sor-
tie du suivi. De même, ces appels système ne seront pas visibles par
les filtres seccomp(2).
NOTES SPÉCIFIQUES AUX ARCHITECTURES
Les sous-sections suivantes fournissent des notes spécifiques aux ar-
chitectures sur le vDSO.
Remarquez que le vDSO utilisé est basé sur l’ABI du code en espace uti-
lisateur et non sur l’ABI du noyau. Ainsi, par exemple, si vous exécu-
tez un binaire ELF 32 bits i386, vous obtiendrez le même vDSO que vous
l’exécutiez avec un noyau 32 bits i386 ou avec un noyau 64 bits x86_64.
Par conséquent, le nom de l’ABI en espace utilisateur devrait être uti-
lisé pour déterminer la section suivante adéquate.
Fonctions ARM
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
────────────────────────────────────────────────────────────
__vdso_gettimeofday LINUX_2.6 (exported since Linux 4.1)
__vdso_clock_gettime LINUX_2.6 (exported since Linux 4.1)
De plus, le portage ARM a une page de code pleine de fonctions utili-
taires. Puisque ce n’est qu’une page de code brut, aucune information
ELF n’existe pour faire la recherche de symboles ou le versionnage.
Elle fournit cependant une prise en charge pour plusieurs versions.
For information on this code page, it's best to refer to the kernel do-
cumentation as it's extremely detailed and covers everything you need
to know: Documentation/arm/kernel_user_helpers.rst.
Fonctions aarch64
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────────
__kernel_rt_sigreturn LINUX_2.6.39
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6.39
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6.39
__kernel_clock_getres LINUX_2.6.39
Fonctions bfin (Blackfin) (portage supprimé dans Linux 4.17)
As this CPU lacks a memory management unit (MMU), it doesn't set up a
vDSO in the normal sense. Instead, it maps at boot time a few raw func-
tions into a fixed location in memory. User-space applications then
call directly into that region. There is no provision for backward com-
patibility beyond sniffing raw opcodes, but as this is an embedded CPU,
it can get away with things—some of the object formats it runs aren't
even ELF based (they're bFLT/FLAT).
Pour des renseignements sur cette page de code, mieux vaut consulter la
documentation publique :
http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=linux-kernel:fixed-code
Fonctions mips
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────────────────────────────────────
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6 (exportation depuis Linux 4.4)
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6 (exportation depuis Linux 4.4)
Fonctions ia64 (Itanium)
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
───────────────────────────────────────
__kernel_sigtramp LINUX_2.5
__kernel_syscall_via_break LINUX_2.5
__kernel_syscall_via_epc LINUX_2.5
Le portage Itanium est un peu périlleux. En plus du vDSO ci-dessus, il
a aussi des « appels système légers » (aussi appelés « appels système
rapides » ou « fsys »). Ils peuvent être appelés à l’aide de l’assis-
tant vDSO __kernel_syscall_via_epc. Les appels système indiqués ici ont
la même sémantique que si vous les appeliez directement à l’aide de
syscall(2), donc consultez la documentation adéquate pour chacun
d’entre eux. Le tableau suivant indique les fonctions disponibles par
ce mécanisme.
fonction
────────────────
clock_gettime
getcpu
getpid
getppid
gettimeofday
set_tid_address
Fonctions parisc (hppa)
Le portage parisc à une page de code pleine de fonctions utilitaires
appelée une page passerelle. Plutôt que d’utiliser l’approche classique
du vecteur auxiliaire ELF, il passe l’adresse de la page au processus à
l’aide du registre SR2. Les permissions sur la page sont telles qu’exé-
cuter simplement ces adresses s’exécute automatiquement avec les droits
du noyau et pas en espace utilisateur. C’est ainsi afin de correspondre
au mode de fonctionnement HP-UX.
Puisque ce n’est qu’une page de code brut, aucune information ELF
n’existe pour faire la recherche de symboles ou le versionnage. Appelez
simplement l’adresse adéquate à l’aide de l’instruction de branche, par
exemple :
ble <offset>(%sr2, %r0)
offset fonction
───────────────────────────────────────────────────
00b0 lws_entry (opérations CAS)
00e0 set_thread_pointer (utilisé par la glibc)
0100 linux_gateway_entry (syscall)
Fonctions ppc/32
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO. Les fonc-
tions marquées avec un * ne sont disponibles que si le noyau est Po-
werPC64 (64 bits).
symbole version
────────────────────────────────────────
__kernel_clock_getres LINUX_2.6.15
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6.15
__kernel_clock_gettime64 LINUX_5.11
__kernel_datapage_offset LINUX_2.6.15
__kernel_get_syscall_map LINUX_2.6.15
__kernel_get_tbfreq LINUX_2.6.15
__kernel_getcpu * LINUX_2.6.15
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6.15
__kernel_sigtramp_rt32 LINUX_2.6.15
__kernel_sigtramp32 LINUX_2.6.15
__kernel_sync_dicache LINUX_2.6.15
__kernel_sync_dicache_p5 LINUX_2.6.15
Before Linux 5.6, the CLOCK_REALTIME_COARSE and CLOCK_MONOTONIC_COARSE
clocks are not supported by the __kernel_clock_getres and __ker-
nel_clock_gettime interfaces; the kernel falls back to the real system
call.
Fonctions ppc/64
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
────────────────────────────────────────
__kernel_clock_getres LINUX_2.6.15
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6.15
__kernel_datapage_offset LINUX_2.6.15
__kernel_get_syscall_map LINUX_2.6.15
__kernel_get_tbfreq LINUX_2.6.15
__kernel_getcpu LINUX_2.6.15
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6.15
__kernel_sigtramp_rt64 LINUX_2.6.15
__kernel_sync_dicache LINUX_2.6.15
__kernel_sync_dicache_p5 LINUX_2.6.15
Before Linux 4.16, the CLOCK_REALTIME_COARSE and CLOCK_MONOTONIC_COARSE
clocks are not supported by the __kernel_clock_getres and __ker-
nel_clock_gettime interfaces; the kernel falls back to the real system
call.
Fonctions riscv
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────
__vdso_rt_sigreturn LINUX_4.15
__vdso_gettimeofday LINUX_4.15
__vdso_clock_gettime LINUX_4.15
__vdso_clock_getres LINUX_4.15
__vdso_getcpu LINUX_4.15
__vdso_flush_icache LINUX_4.15
Fonctions s390
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────────
__kernel_clock_getres LINUX_2.6.29
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6.29
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6.29
Fonctions s390x
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────────
__kernel_clock_getres LINUX_2.6.29
__kernel_clock_gettime LINUX_2.6.29
__kernel_gettimeofday LINUX_2.6.29
Fonctions sh (SuperH)
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────
__kernel_rt_sigreturn LINUX_2.6
__kernel_sigreturn LINUX_2.6
__kernel_vsyscall LINUX_2.6
Fonctions i386
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
──────────────────────────────────────────────────────────────────
__kernel_sigreturn LINUX_2.5
__kernel_rt_sigreturn LINUX_2.5
__kernel_vsyscall LINUX_2.5
__vdso_clock_gettime LINUX_2.6 (exportation depuis Linux 3.15)
__vdso_gettimeofday LINUX_2.6 (exportation depuis Linux 3.15)
__vdso_time LINUX_2.6 (exportation depuis Linux 3.15)
Fonctions x86-64
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO. Tous ces
symboles sont aussi disponibles sans le préfixe « __vdso_ », mais vous
devriez les ignorer et vous cantonner aux noms suivants.
symbole version
─────────────────────────────────
__vdso_clock_gettime LINUX_2.6
__vdso_getcpu LINUX_2.6
__vdso_gettimeofday LINUX_2.6
__vdso_time LINUX_2.6
Fonctions x86/x32
Le tableau suivant indique les symboles exportés par le vDSO.
symbole version
─────────────────────────────────
__vdso_clock_gettime LINUX_2.6
__vdso_getcpu LINUX_2.6
__vdso_gettimeofday LINUX_2.6
__vdso_time LINUX_2.6
Historique
The vDSO was originally just a single function—the vsyscall. In older
kernels, you might see that name in a process's memory map rather than
"vdso". Over time, people realized that this mechanism was a great way
to pass more functionality to user space, so it was reconceived as a
vDSO in the current format.
VOIR AUSSI
syscalls(2), getauxval(3), proc(5)
Les documents, exemples et le code source dans l’arborescence du code
source de Linux :
Documentation/ABI/stable/vdso
Documentation/ia64/fsys.rst
Documentation/vDSO/* (includes examples of using the vDSO)
find arch/ -iname '*vdso*' -o -iname '*gate*'
TRADUCTION
La traduction française de cette page de manuel a été créée par Chris-
tophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <ste-
phan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, Fran-
çois Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Gué-
rard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.cou-
lon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux
<thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centra-
liens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <si-
mon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@de-
bian.org>, David Prévot <david@tilapin.org> et Jean-Paul Guillonneau
<guillonneau.jeanpaul@free.fr>
Cette traduction est une documentation libre ; veuillez vous reporter à
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de copie et de distribution. Il n'y a aucune RESPONSABILITÉ LÉGALE.
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Pages du manuel de Linux 6.03 10 février 2023 vDSO(7)
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